绳锯加工过程中线弓弯曲程度测量系统的设计和实验研究

发布时间：2017-08-28 12:42

  本文关键词：绳锯加工过程中线弓弯曲程度测量系统的设计和实验研究

  更多相关文章： 金刚石绳锯 轴力传感器 线弓角度 测力平台

【摘要】：金刚石绳锯是随着石材开采和加工业的发展而出现并发展壮大的。和其它石材开采和加工方法相比,金刚石绳锯技术由于具有石材损耗小、锯切效率高、荒料质量好、适用石材范围广、设备易安装、人工成本低、粉尘少等优点,被广泛用于石材矿山开采、直板、异形板材、石材制品的加工等,还广泛应用于钢筋混凝土建筑物的拆除和修整、玻璃等硬脆材料的加工。目前国产金刚石绳锯的综合性能已经接近国际先进水平。国内外学者针对数控绳锯机锯切板材的锯切工艺、锯切轨迹、锯切机理等做了大量的研究,但对绳锯线弓弯曲程度进行精确测量和控制的研究几乎没有,而绳锯锯切时过大的弯曲会影响串珠寿命及异型板材的面形精度。基于此,本文以绳锯加工过程中导轮受力状态和“线弓角”的测量为研究目标,设计并且制造了一种对绳锯导轮进行轴径方向垂直二维力进行测量的悬臂式轴力传感器,对其测力原理,传感器的稳态输出控制等进行了研究。本课题研制了一套测量绳锯线弓弯曲程度的系统,包括其导向测力部分,绳锯张紧装置,形成“线弓角”的竖直进给装置等。基于上述测力平台,本文对绳锯导轮受力和线弓角度关系的进行了研究。使用轴力传感器来测量导轮水平和垂直方向的力,通过转换得出绳锯线弓角度。为了减小换算角度和实际角度的误差,本文分析了产生误差的影响因素和影响情况。实验研究结果表明:(1)通过对轴力传感器的稳态输出控制,传感器可以精确的测量出导轮轴径二维力的大小。(2)研制的绳锯测力平台系统能够精确的测量出线弓角度,误差在5%以内,满足实际使用的要求。(3)传感器的小角度倾斜和带传感器的导轮与绳的接触状态均会对其角度测量造成较大影响。随着绳锯初始张紧力增大,测量角度会越来越接近实际角度。
【关键词】：金刚石绳锯 轴力传感器 线弓角度 测力平台
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG561
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 金刚石绳锯的发展9
• 1.2 数控金刚石绳锯机的研究现状9-13
• 1.2.1 数控金刚石绳锯机的组成及锯切原理9-10
• 1.2.2 国内外数控绳锯机运动轨迹和绳锯锯切力的研究现状10-13
• 1.3 课题的提出及研究意义13-14
• 1.4 课题研究思路和内容14-17
• 1.4.1 本课题的研究思路14-15
• 1.4.2 本课题的研究内容15-17
• 第2章 实验条件与实验内容17-23
• 2.1 实验工具及仪器17-20
• 2.1.1 实验工具17-18
• 2.1.2 实验仪器18-20
• 2.2 实验内容20-22
• 2.2.1 轴力传感器的调试和标定20-21
• 2.2.2 实际形成的线弓角测量和标定21-22
• 2.2.3 轴力传感器测量线弓角的实验22
• 2.3 本章小结22-23
• 第3章 绳锯导轮力与线弓角测量平台的设计23-41
• 3.1 导轮力与线弓角测量平台的整体设计方案23-26
• 3.1.1 绳锯导轮力与线弓角测量平台的技术要求23-24
• 3.1.2 导轮力与线弓角测量平台总体方案24-25
• 3.1.3 测量平台的 3D设计25-26
• 3.2 二维轴力悬臂式轴力传感器的设计26-29
• 3.2.1 传感器的方案设计26-27
• 3.2.2 传感器尺寸设计27
• 3.2.3 传感器性能参数设计27-29
• 3.2.4 轴力传感器的稳态输出控制29
• 3.3 测力平台导向部分设计29-32
• 3.3.1 测力平台导向部分整体方案设计29-30
• 3.3.2 导向部分机架的设计30-31
• 3.3.3 传感器轴的装配连接设计31-32
• 3.4 绳锯竖直顶升机构系统的设计32-38
• 3.4.1 竖直顶升装置系统的方案设计32-34
• 3.4.2 丝杠光轴装置的设计34-35
• 3.4.3 竖直顶升丝杠设计35-36
• 3.4.4 主要零部件的设计36-37
• 3.4.5 竖直顶升装置机架设计37-38
• 3.5 绳锯水平张紧装置系统的设计38-40
• 3.5.1 张紧装置系统的整体设计38-39
• 3.5.2 水平张紧装置机架的设计39-40
• 3.6 平台底板的设计40
• 3.7 本章小结40-41
• 第4章 导轮受力大小与线弓角关系的测量研究41-71
• 4.1 轴力传感器测力与角度关系的原理41-43
• 4.1.1 轴力传感器测力原理41-42
• 4.1.2 导轮受力与角度关系的理论分析42-43
• 4.2 传感器的稳态输出控制43-50
• 4.2.1 用 5000N量程传感器进行力和角度的关系实验43-44
• 4.2.2 拉力传感器控制轴力传感器的稳态输出44-47
• 4.2.3 使用砝码加载标定轴力传感器47-49
• 4.2.4 传感器的标定系数调整49-50
• 4.3 使用钢丝绳进行导轮受力与线弓角关系的测量50-64
• 4.3.1 用钢丝绳进行导轮受力与线弓角关系的初步测量51-55
• 4.3.2 传感器垂直度对角度测量影响的研究55-58
• 4.3.3 传感器安装高度差异对角度测量影响的研究58-60
• 4.3.4 初始张紧力大小对角度测量影响的研究60-64
• 4.3.5 轴力传感器测量线弓角的实验结果64
• 4.4 使用串珠绳进行导轮受力与线弓角关系的测量64-69
• 4.5 本章小结69-71
• 第5章 结论与展望71-73
• 5.1 结论71
• 5.2 展望71-73
• 参考文献73-75
• 致谢75-77
• 附录77-93
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果93

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本文编号：747976